[第九届机王争霸赛]专业MOD组——Water Drop by yangly

yangly · 发表于 2023-12-11 22:15

本帖最后由 ilas 于 2024-2-18 22:52 编辑

设计概念
不知道大家还记不记得我第四届、第五届机王大赛的参赛作品——将冥王峡谷NUC改造成水冷的那两台主机。后来也玩过ITX，终究还是感觉太大，甚至后来的高性能NUC也做得越来越大。本以为很难再有小尺寸高性能NUC这样的产品出现，没想到马上AMD便推出了搭载680M，780M核显的多款CPU。随即出现了像铭凡、零刻、摩方、极摩客等众多专门做MINI PC的品牌。

这次的作品名为“Water Drop”意为水滴，水滴是我们日常见到的最小单位水体，也象征我此次参赛作品的目标：做最小尺寸的水冷主机。在不增加太多尺寸的情况下通过改造MINI PC实现，受限于冷排规模的限制，或许最终散热能力不一定会比原厂好很多，但这样一台1L体积、水冷散热、性能刚好、外观炫酷的主机一直是我梦寐以求的！一切就等作品完成，我与大家拭目以待。

这次主要使用了这些硬件：

准系统	铭凡MINISFORUM UM780XTX，搭载AMD锐龙R7 7840HS，780M核显，killer 1675X无线网卡
内存	英睿达 DDR5 5600 16G*2
硬盘1	金士顿 1T
硬盘2	西数WD SN850X 1T
水冷组件	ASETEK 7代水泵，駻将120冷排，RTX4090公版风扇，3D打印组件，紫铜CNC转接件
机箱	自制
显示器	华硕创艺国度ProArt Display PA279CRV 27寸4K
路由器	ROG 魔方·幻三频万兆分布式路由器

成品展示

上点细节图

白色外壳的凸起和灰色框架的桥状凸起都是支撑脚，融入了外观设计中，不显得那么突兀了

风扇扇叶本身是连体设计的，设计风扇外壳的时候把扇叶的外圈挡住了，可惜精度不够，导致扇叶会磨到外壳

外壳与内部框架的包覆关系，半裸露结构会更有机械美感

前后IO的开孔位置也很合适，感谢mkkkno1大佬提供的接口图纸

这款风扇很喜欢，模具精度高，做工精细，买了几把留着

最后，这次作品我再次尝试了很多新材料，新工艺：全3D打印机箱，预埋螺母，AIO水泵改造，三明治结构的冷头转接板，金属3D打印，金属粘接剂的使用，金属3D打印件的密封结构等等。但也有遗憾的，因为操作失误导致灯带烧毁，没能用上；花费了太多时间建模，导致后期3D打印件的表面没来得及做更精细的处理。但这些都是宝贵的经验，期待下次能给大家呈现更完美的作品！

yangly · 发表于 2023-12-11 22:15

本帖最后由 yangly 于 2024-2-18 21:02 编辑

制作过程

2023/12/25
手绘机箱设计草图，做了不少方案，基本按照最后面那个方案来做。接下来就是建模

2024/1/2
经过几周加班绘制，算是有个大概造型，这次90%的零件计划采用3D打印制作，造型上就可以更自由。机箱为半开放式，框架分为两部分，左边浅灰色是散热模块，右侧深灰色是主板安装背板，左右两部分由一对X形支架连接起来。
微信截图_20240102213357.jpg

白色部分的外壳只覆盖了一小部分主体结构，为主板提供防尘作用；黑色部分是风扇和被动散热片。被动散热片为内存和SSD提供散热。
微信截图_20240102213518.jpg

目前还有一些小细节需要调整完善

2024/1/8
又调整了一些细节，外观设计过程就是不停地设计-验证-修改-隔天看感觉不好看-修改。
微信截图_20240108205909.jpg

挤出点时间也把拿到手的硬件，简单做个开箱

首先是这次作品的核心硬件，铭凡UM780XTX，32G+1T版本，配上外设就是一台PC了；外观采用黑金配色，很符合高性能MINI PC定位

背面是配置清单、厂家信息、能效标识

选了32G+1T版本，

抽掉外面一层，盒子是纯黑色的

打开盖子，上面一层就是主机本体

下面一层是配件、说明书、警示卡片，还有虎头图案的蚀刻片用来搭配主机顶盖的发光板使用

其他配件有电源适配器、oculink转接板、HDMI线

电源是来自航嘉的120W

19V电源接口

oculink转接板为HDMI输出接口（此处更正，是oculink接口）

另外一端为m.2接口

此外还配送了显示器背挂支架与桌面支架

桌面支架配合底座可将主机悬空摆放，底座地面有满铺的橡胶垫

除了主机自带的1T SSD，还额外配了一块西数SN850X 1T

速度可谓第一梯队，读取速度最高可达7300m/s，写入速度最高可达6300m/s

已经是第N次入手这块盘，现在的价格性价比极高

内部简简单单，一块盘，一本说明书

单面颗粒

因为需要测量主板数据，到手就直接拆开

UM780XTX的外观是纯黑色的，上下顶盖是塑料材质，四周为铝合金

铭凡在听取了广大用户的建议过后，在UM790 PRO的基础上修改了前后IO接口的布置，前置接口部分从左到右依次是BIOS重置按钮，3.5mm音频接口，USB4 type c接口，两个USB 3.2 Gen2 Type-A接口，电源按键，麦克风开孔

背面配备了两个USB 3.2 Gen2 Type-A接口，一个DP 1.4输出，一个HDMI 2.1输出，一个USB4 type c接口，一个oculink接口，2个2.5Gbps有线网口，一个电源接口。

两侧和后面都布置了大量的散热开口，同时机身相比UM790 PRO也高出了一截，都是为了更好的散热

打开顶盖，首先看到的是灯板

用灯光照射能看到顶盖中央为半透明材质，搭配可自定义的蚀刻片，便能让顶盖展示不同图案

继续拆掉内部的支架，支架背面是给SSD和内存散热的风扇，和一块铝制散热片，散热片上贴有导热垫

风扇露出来一半，盖上支架后可以对准内存的散热片，为内存提供气流，带走热量

内存位置的散热片夹在两片内存条中间，同时照顾两片内存条

继续拆解，内存SSD散热片拆开，12V的小风扇，这样的结构内并没有用涡轮风扇，应该是考虑到了露出一般扇叶来直接吹内存

固定露丝上加装了弹簧，抵消风扇的震动

拆开扇热组件，就可以看到核心，液金散热，四周做了两层防护，避免液金泄露

使用酒精更容易清洗液金

揭掉防护泡沫和绝缘胶带

2024/1/21

显示器选用的是华硕创艺国度ProArt Display PA279CRV
27寸4K，HDR专业设计显示器，心水很久了，十分适合像我这样的有大量平面设计、建模、修图需求的设计师

正面是产品型号，以及Media sync可变刷新率认证标识、DisplayHDR400认证标识、以及Calman Verified 认证三大亮点

背面则是更多规格介绍，其中最重要的出厂校色达到ΔE<2，显示器拥有更高的色彩准确度，DCI-P3 99%和ARGB 99%的色域覆盖，让显示器拥有更广的色彩显示范围

打开包装，第一层是配件和各种纸质卡片

Calman Verified 认证的出厂校色报告单独进行了塑封

所有配件包含了：显示器主体、底座、支架、显示器与支架的连接件、电源线、TYPE-C线、DP线、HDMI线

支架与显示器的连接位置单独做了一个可拆卸的零件，支架支持升降、俯仰、选装等操作方式

连接件装上后通过白色的拨杆锁定位置，可见内部做工扎实

显示器正面是各项参数贴纸

右下角是操作按钮，设计在了正面，直观明了，或许没有设计在背面那么简洁，这样的设计更多的是考虑方便调试、提高工作效率

背面简洁，右侧抛光金属标，多了一份精致感

四周是瓦楞纹装饰，边缘最薄处只有8mm左右，整体显得更纤薄；中间位置是一圈散热孔

接口方面，也十分丰富该有的都有的，HDMI 2.0 X2，DP1.4 X2，USB-C X1，3.5mm音频口 X1，USB-A X2；USB-C接口支持96W的电源传输，可以实现供电、音频、视频一线通

另外一边是开关和电源插口

中央位置是支持VESA规格的壁挂接口

显示器最低高度

显示器最高高度

平时经常会从事平面设计方面的工作，偶尔修照片，把之前拍过的照片打开试试，去年云南旅游用富士相机拍的，原图自带富士味

第一观感最直接的是从2K显示器换到4K显示器的精细度提升，颜色方面比较接近 iPhone的显示效果，调好的图终于不会再像之前那样，在手机上看又是另外一种颜色了。

打开HDR后试试明暗反差比较大的场景

像古建筑暗部斗拱位置的结构都清晰可见，不得不说更方便调图了。

新家也正在装修中，借这次机会配上一台新PC，也入手一台ROG 魔方·幻路由器

盒子外观介绍了这款路由器拥有三频万兆，支持WIFI6，内部拥有9根增益天线，专为电竞优化，专用电竞频道回程干扰更小，可以同时为不同设备加速

新家室内大概100平，基本一台路由器便可以搞定，同时也支持AiMesh2.0，可以与另外一台魔方·幻或者其他路由器组网，增加覆盖范围

打开盒子，因为买的单台，内部只有一台

各种卡片，说明书，快速设置指南

配件有电源适配器和一根两端带屏蔽罩的网线

为了搭配这次的机箱，选的白色款，主体部分是白色的上下两端露出部分是黑色半透明亚克力

周身都是ROG风格的图文装饰和散热开孔

背面1个WAN口，3个LAN口，1个USB口，开关和电源插孔

透过顶盖可以隐约看到内部的天线

底部是重置按钮

既然是ROG系列产品，自然也少不了神光同步功能，不过这次没有搭配ROG的主板来用

搭配ASUS Router 手机APP来操作可以快速设置，除了基本设置功能外，通过APP可以设置不同模式、手游加速、联网设备管理、远程控制等

2024/1/27

3D打印件、CNC零件都下单制作中，还有不少需要自己手动加工的

冷排是駻将120，拆掉了外壳，需要切掉多余的部分，先用绝缘胶带把需要保留的部分包起来，避免切割的时候把鳍片压变形。

尾部的铜管太高了也需要切掉，换成金属3D打印的弯管，就为了鳍片占比更大

切了两小时，切口还需要一点点打磨平整

试了下3D打印不锈钢材质的弯管，50%银焊条焊接，可能喷枪温度不够，不好操作，只能上胶水粘了。

2024/1/28

风扇因为是公版显卡用的，12V风扇，但是是六线的需要重新焊线

背面是6pin的排线，已经将多余的支架切除

原排线十分细，通过卖家教的方法，刮开排线错开焊接，线材也是买的28awg的，尽量细

水泵是拆的7代ASETEK水泵，这一代个人认为是结构最为合理，小巧的，同时密封圈最少，最安全的

原水泵周围带一圈安装扣具用的结构，为了更小体积，已经切掉打磨平整，重新焊了线

灯带选用了最细的LED灯带，大概只有1.6mm宽，配了一块5V转3V的板，用来适配原主板灯带电压

2024/2/8

3D打印件做好了，下面是外壳覆盖件，做了主板对应的扩展接口位置，树脂材质，表面精细

顶部与底部的覆盖件

需要受力的结构使用尼龙材质制作，韧性更高

冷排框架，固定冷排与风扇

风扇和冷排的外壳，上面的冷排支架最终是嵌入这个外壳内的

上个灰色，组合起来，装上风扇和冷排便是整个热交换模块

机箱外部的连接件，做了两种材质的

主板支架，考虑到离冷头近，使用了耐高温的尼龙材质

需要预埋螺母的位置，使用的黄铜预埋件

使用电烙铁加热，按到相应位置，温度需要比材料的热熔温度高一些

预埋好的螺母，提前做好孔位，只需要控制好预埋深度即可

水管件使用的是不锈钢材质3D打印制作

SSD和内存和散热片，铝合金材质

冷头转接件

螺丝选的铝合金螺丝，钛螺丝实在太贵，铝合金螺丝也很精致

冷排和水管本来考虑用焊条焊接的，可惜没有趁手工具，最终使用的金属专用胶水粘接的，实测还是很稳。因为这款冷排铜管和鳍片之间只是穿FIN工艺，并非回流焊，铜管有些松动，用焊锡丝把铜管和鳍片之间加固了一遍

尺寸量得刚好，不松不紧，上胶后密封性很好

装到冷排外壳里面试试，刚刚合适，千辛万苦把原本的铜管弯管位置换成3D打印件，仅仅只是为了降低几毫米的高度

这个角度看着很有蒸汽朋克那味

冷头瘦身后，也重新制作了外壳

同时外壳也是水管接头的锁止件，防止接头脱落

为了提高接头位置的密封性，对接头进行了抛光，设计了两道密封圈卡槽，配上相应的密封圈

冷头本身的微水道采用的铲齿工艺制作，普通金属加工厂家还没法做，只能利用原冷头

设计的转接板同样为紫铜材质

原冷头与转接板之间涂满硅脂，上紧螺丝后四周都有硅脂溢出

利用原冷头的螺丝孔位，8颗螺丝，增加了长度得以像三明治一样层层锁紧

整体尺寸还是很小巧

2024/2/12

接下来基本就是正式组装，先装上风扇，因为是公办40系拆机风扇，自带的排线保留了下来方便接线

专门根据排线尺寸做了槽，用双面胶粘住固定

冷排放进去

这个位置的线专门做了一个小零件，套上蓝色蛇皮网，这样子就看不到焊接位置

装上冷头，背面4个螺丝上好固定

另外一个角度，很小巧的冷头

把被动散热片和支架组装起来

支架上的造型和散热片做成了对应的，更整体一些

然后把各个模块都组装起来

散热模块和主板模块通过左右的X形支架连接

整体强度都符合设计预期

风扇因为没有边框，或者说边框就是机身，加上风扇是反向的，正面就可以不需要支撑扇叶的结构

装外壳之前先试试，把水灌上，跑了下甜甜圈，没有问题；只是空间太小，加水只能用嘴反复吸来排气

盖上顶盖和底部的盖子，上下是相同的

盖上前后IO接口的外壳

因是上下对称设计，正反放都是可以的，这样子放在桌面的任何位置，都可以避免风吹到人

整体黑白灰配色，基本跟模型1:1

只是精度上，3D打印还是远远达不到CNC或者注塑

背面的散热片通过硅脂垫可以直接接触到内存条和SSD，实际用起来也会有明显发热

透过支架可以看到内部的水泵

内部紫铜冷排，本来想喷黑，现在看起来好像也不影响颜值

顶盖因为壁厚比较薄，有些变形，这里也是进风口

2024/2/13

全家福，这次用到的硬件真心少，不算外设的话，就只有铭凡UM780XTX 和西数SN850X

首页认证

yangly · 发表于 2023-12-11 22:15

本帖最后由 yangly 于 2024-2-18 21:44 编辑

性能测试

简单测试下跑分，对于平时简单的设计工作完全能胜任
微信截图_20240213150436.jpg

显卡约等于1650，现在只玩LOL，最高画质可以跑到100大几FPS的水平
微信截图_20240213145513.jpg

原装扇热的温度82°左右，刚拿到机器的时候测的，当时温度要比最近低一些
7940性能模式FPU室温17.jpg

目前上水后大概是78°，最近有升温，如果能更严谨地控制变量，应该还能低一些，不过也是预料之中，冷排规模的限制，不可能出现大幅度的降温
微信截图_20240213141438.jpg

盐湖 · 发表于 2023-12-12 00:49

本帖最后由盐湖于 2023-12-12 00:51 编辑

~~盲猜一个4000ada sff+定制冷头？冷排大概也是80规格的？~~
原来是核显的纯mini PC，这样的话冷头真得纯定制了吧，期待一下

tommylin · 发表于 2023-12-12 09:00

期待大作

yangly · 发表于 2023-12-13 11:18

盐湖发表于 2023-12-12 00:49
原来是核显的纯mini PC，这样的话冷头真得纯定制了吧，期待一下

冷头目前是打算用成品的一体水冷改造，加工厂用的CNC工艺做不了铲齿工艺那么密的水道。冷排大概120的

yangly · 发表于 2023-12-13 11:19

tommylin 发表于 2023-12-12 09:00
期待大作

但愿今年能顺利完成，🤣

恫吓 · 发表于 2024-2-1 09:03

这么小尺寸做水冷，太极限了，一个巴掌大的水冷机，期待

yangly · 发表于 2024-2-8 23:30

恫吓发表于 2024-2-1 09:03
这么小尺寸做水冷，太极限了，一个巴掌大的水冷机，期待

哈哈，一次比一次做得小，感觉快到极限了

kimmark · 发表于 2024-2-9 09:19

动手能力真强，加油啊兄弟

mkkkno1 · 发表于 2024-2-14 17:24

看到成品了，恭喜！太厉害了！

kthlon · 发表于 2024-2-17 00:49

捉个bug：oculink转接板一侧当然是oculink接口了.......而不是HDMI啊！（要看差也看差成DP更合理啊吧！

）

kj5i · 发表于 2024-2-18 02:52

越看到后面越觉得厉害，想给电脑做手术一样精细

ilas · 发表于 2024-2-18 08:35

动手能力和设计能力都太强了，这应该是我见过的最小水冷PC了吧

yangly · 发表于 2024-2-18 21:46

mkkkno1 发表于 2024-2-14 17:24
看到成品了，恭喜！太厉害了！

可算是弄完了，

yangly · 发表于 2024-2-18 21:49

kthlon 发表于 2024-2-17 00:49
捉个bug：oculink转接板一侧当然是oculink接口了.......而不是HDMI啊！（要看差也看差成DP更合理啊吧！） ...

确实是搞错了，没用到外置显卡就忽视这部分了，还是K大细心

yangly · 发表于 2024-2-18 21:54

kj5i 发表于 2024-2-18 02:52
越看到后面越觉得厉害，想给电脑做手术一样精细

装到最后确实很想用注射器来加水冷液了，机箱内部已经没法伸手指进去操作

yangly · 发表于 2024-2-18 21:57

ilas 发表于 2024-2-18 08:35
动手能力和设计能力都太强了，这应该是我见过的最小水冷PC了吧

今年设计上花了太多时间

感觉以我的能力很难再做得更小了

幽幽子 · 发表于 2024-2-18 22:23

感觉还是冷液量太小了，失去了比热容的优势。但方案真的无敌。有想法而且有能力实现，膜拜一个。

yangly · 发表于 2024-2-18 22:36

幽幽子发表于 2024-2-18 22:23
感觉还是冷液量太小了，失去了比热容的优势。但方案真的无敌。有想法而且有能力实现，膜拜一个。 ...

是的，冷液确实很少，设计的时候也想到了可能效果不会特别好

lin88747 · 发表于 2024-3-5 08:57

我一定投你这一票，简直无敌

Ocelot777 · 发表于 2024-3-5 09:19

真的帅

gylj7058 · 发表于 2024-3-5 09:26

这么小尺寸做水冷，太极限了

murser · 发表于 2024-3-5 09:26

YYDS，有一点骚。

我愿称其为拳头机~

强人阿华 · 发表于 2024-3-5 09:29

膜拜大佬

chu8129 · 发表于 2024-3-5 09:38

这动手能力，大佬

oyowala1983 · 发表于 2024-3-5 09:49

= =咋一看以为做了个风冷散热器。。。。。。

jhkxkxk000 · 发表于 2024-3-5 10:09

只能说牛逼

yuanye8887 · 发表于 2024-3-5 10:10

太帅了吧

snowsteed · 发表于 2024-3-5 10:13

创意无限，实现更难，动手能力真强

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